ZASTOSOWANIE OBSERWACJI SATELITARNYCH DLA POTRZEB ZARZĄDZANIA KRYZYSOWEGO "Sama technologia nie gwarantuje bezpieczeństwa, ale bezpieczeństwo bez wsparcia technologii jest niemożliwe" - ta zasada, choć być może nie tak jasno sformułowana, jest w praktyce stosowana od dawna. Historia wielu państw wskazuje, iż sektor bezpieczeństwa to naturalny użytkownik systemów satelitarnych, w wielu przypadkach wiodący i określający kierunki ich rozwoju. Częste są sytuacje, gdy nowoczesne rozwiązania technologiczne, niejednokrotnie stworzone i rozwijane na potrzeby sektora wojskowego, "przechodzą" następnie do sfery cywilnej. Przykładem może być chociażby rozwój technik obserwacji Ziemi, ściśle związany z rozwojem lotnictwa i z historią wojskowości, czy nawigacji satelitarnej - stosowany coraz powszechniej przez użytkowników cywilnych system GPS powstał i nadal funkcjonuje na potrzeby amerykańskiej armii. Pojawienie się technologii satelitarnych otworzyło, dla obejmującej wiele różnych zagadnień i aspektów dziedziny zarządzania kryzysowego, wiele nowych możliwości. Nowe misje satelitarne i umieszczane na ich sensory sprawiają, że ilość i różnorodność informacji, które możemy uzyskać z danych dostarczanych przez satelity wciąż wzrasta. Obecny poziom rozwoju technologii satelitarnych sprawia, że dane pochodzące z obserwacji satelitarnych stanowią uzupełnienie klasycznie stosowanych w zarządzaniu kryzysowym metod. W realizacji poszczególnych zadań leżących w kompetencjach jednostek odpowiedzialnych za zarządzanie kryzysowe na danym terenie możemy wyróżnić zarówno aspekty, w których stosowanie technologii satelitarnych daje bardzo duże korzyści, jak i takie gdzie ich stosowanie nie wnosi żadnej wartości dodanej. Zarządzanie w sytuacjach kryzysowych rozpatrywane jest w aspekcie czterech faz obejmujących różne rodzaje podejmowanych działań: I. zapobieganie, rozumiane jako działania, które eliminują lub redukują prawdopodobieństwo wystąpienia sytuacji kryzysowych albo ograniczają ich potencjalne skutki poprzez: analizę (kategoryzację) zagrożeń, ocenę wrażliwości społeczeństwa na zagrożenia, regulacje prawne, racjonalne planowanie zagospodarowania przestrzennego, odpowiednie gospodarowanie budżetem, ocenę potencjalnych strat ludzkich, mienia i infrastruktury powodowanych przez katastrofę, określenie planu działań zapobiegawczych, określenie zasad i sposobów kontroli i nadzoru, II. przygotowanie, rozumiane jako opracowanie planu działań, które należy podjąć w sytuacjach kryzysowych, a także działania mające na celu powiększenie zasobów sił i środków niezbędnych do efektywnego reagowania, poprzez: budowę centrum reagowania kryzysowego, określenie zasad komunikacji, określenie systemów monitorowania, organizację systemów ostrzegania i alarmowania, określenie procedur zwracania się o pomoc i jej udzielania, określenie zasad stosowania przymusu prawnego w stosunku do ludności, organizacji pozarządowych i sektora prywatnego, tworzenie baz magazynowych oraz gromadzenie informacji o możliwościach pozyskiwania środków i materiałów, opracowanie baz danych, edukację społeczeństwa, doskonalenie służb ratowniczych, uzyskanie akceptacji społecznej poniesionych kosztów, uaktualnianie elementów przygotowania,
III. reagowanie, rozumiane jako zespół przedsięwzięć następujących po wystąpieniu sytuacji kryzysowej, których celem jest zahamowanie jej rozwoju, dostarczenie pomocy poszkodowanym i ograniczenie wtórnych zniszczeń i strat, poprzez: uruchomienie procesu ciągłej informacji (zarządzanie informacją), zorganizowanie punktu kontaktowego (informowanie ludności), uruchomienie systemów ostrzegania i alarmowania, natychmiastową reakcję ludności lokalnej, uruchomienie procedur, uruchomienie struktur ratowniczych, uruchomienie procesu ewakuacji, neutralizowanie ognisk zagrożeń, organizowanie samopomocy społecznej, wsparcie operacji przez siły zbrojne, udział organizacji społecznych i humanitarnych, uruchomienie ochrony psychologicznej ofiar, stworzenie doraźnych warunków do przetrwania osób poszkodowanych, IV. odbudowa rozumiana jako działania mające na celu przywrócenie stanu z przed sytuacji kryzysowej, a ponadto takie odtworzenie infrastruktury, która będzie mniej wrażliwa na katastrofę, poprzez: szacowanie szkód, zapewnianie pomocy ludności, leczenie i rehabilitację poszkodowanych, wypłacanie odszkodowań, informowanie ludności o prawach i obowiązkach, odtwarzanie i uzupełnianie zapasów, przywracanie stanu gotowości służb ratowniczych, przywracanie równowagi i bezpieczeństwa ekologicznego, odbudowę i przywracanie sprawności infrastruktury, odtwarzanie baz materiałowych, inicjatywy legislacyjne, sprawne administrowanie, realizację zobowiązań rozliczenie kosztów reagowania, podsumowanie i wyciągnięcie wniosków, modyfikację i aktualizację planów reagowania, prace dokumentacyjne (sprawozdania, raporty itp.). Techniki satelitarne (nawigacja, łączność i teledetekcja) znajdują zastosowanie na każdym z tych etapów przyczyniając się do efektywniejszego zarządzania w sytuacjach kryzysowych. Poniżej zamieszczono wykaz zagadnień, w których z pewnością technologie satelitarne już dziś mogą być użyteczne. Zapobieganie i przygotowanie: ocena ryzyka, prewencja/zmniejszanie strat, gotowość/przygotowywanie się do przyjęcia zdarzenia. Reagowanie: ostrzeganie/ewakuacja, ochrona ludności, dostarczanie bezpośredniej, szybkiej pomocy, ocena zniszczeń. Odbudowa: pomoc, odtwarzanie infrastruktury, rekonstrukcja (relokacja/przenoszenie), ochrona socjalna i finansowa, ocena ryzyka (prewencja/zmniejszanie strat).
Dane wykorzystywane w zarządzaniu kryzysowym można podzielić na: dane referencyjne podstawowe informacje o terenie na którym wystąpiło zdarzenie - dostępne w czasie do 6 godzin po zajściu zdarzenia, dane o zniszczeniach dostępne w czasie do 24 godzin po zajściu zdarzenia i uaktualnianie przynajmniej raz dziennie, prognozy i scenariusze rozwoju zdarzeń pozwalające na prognozowanie rozwoju sytuacji w oparciu o dostępne modele, wiedzę ekspercką itd. Informacje pochodzące z monitoringu satelitarnego mogą być podstawą do wykonania opracowań na wszystkich trzech poziomach. Ich użyteczność widoczna jest jednak najbardziej w przypadku konieczności szybkiego pozyskania określonych informacji oraz gdy chcemy mieć całościowy obraz rozwoju zdarzenia. Technologie te sprawdzają się więc bardzo dobrze w monitoringu powodzi czy pożarów obejmujących duże obszary. Techniki satelitarne mogą być również bardzo pomocne tam, gdzie zachodzi konieczność stałego monitoringu pewnych zjawisk, a wykonywanie badań naziemnych jest zbyt czasochłonne lub kosztowne. Przykładem może tu być chociażby monitoring zagrożeń geologicznych osuwisk i przemieszczeń gruntów gdzie doskonale sprawdzają się techniki interferometrii radarowej. Szybkość przemieszczeń terenu w mm/rok (dane otrzymano na podstawie przetworzenia 54 obrazów radarowych ERS 1 i ERS 2) na tle zdjęcia satelitarnego Landsat ETM+.. Źródło: PIG W celu skutecznego zarządzania informacją satelitarną (zobrazowaniami) wypracowano następujący schemat zestawiający dostępne rodzaje danych z możliwościami ich wykorzystania. Dane Przeznaczenie satelity meteorologiczne (orbita geostacjonarna) sztormy, powodzie dane obrazowe nisko-rozdzielcze (1 km) średnio-rozdzielcze (250 m) dane obrazowe wysoko-rozdzielcze (10 m) Faza zapobieganie, przygotowanie, reagowanie, odbudowa Częstotliwość/pokrycie powodzie, pożary raz dziennie/globalne powodzie, pożary dane referencyjne zapobieganie, przygotowanie ocena raz dziennie/globalne raz w roku/światowe obszary wrażliwe raz dziennie 15 minut/globalne
dane obrazowe bardzo wysoko-rozdzielcze (1 m) obrazy radarowe, interferometria radarowa dane referencyjne przed zdarzeniem ocena stanu po wystąpieniu zdarzenia zagrożenia geologiczne (przed wystąpieniem) zagrożenia geologiczne (po wystąpieniu) zanieczyszczenia substancjami ropopochodnymi powodzie obszary zachmurzone zapobieganie, przygotowanie raz w roku/światowe obszary wrażliwe raz dziennie/lokalne zapobieganie, przygotowanie raz w roku/światowe obszary wrażliwe - reagowanie raz dziennie reagowanie raz dziennie reagowanie - Na podstawie: INSCRIT GMES pilot service. Obecnie technologie satelitarne wykorzystywane są powszechnie w zarządzaniu kryzysowym przede wszystkim w obszarze nawigacji. Powszechnie dostępne odbiorniki GPS z mapą cyfrową umożliwiają lokalizowanie, śledzenie i wyznaczanie tras. Polskie służby ratownicze z powodzeniem wykorzystują także łączność satelitarną. Okazała się ona niezastąpionym narzędziem podczas zagranicznych akcji ratowniczych i humanitarnych (m.in. trzęsienia Ziemi w Algierii, Indonezji, Iranie, Pakistanie) oraz podczas międzynarodowych ćwiczeń ratowniczych. Najgorzej przedstawia się sytuacja w zakresie obserwacji satelitarnych. Niestety obecnie polskie służby ratownicze nie wykorzystują technik satelitarnych w zakresie zobrazowań terenów dotkniętych katastrofą. W zagadnieniach związanych z bezpieczeństwem i ochroną ludności przyjmuje się, że stosowane rozwiązania technologiczne powinny być niezawodne, łatwe w konfiguracji i obsłudze. Aktualnie służby ratownicze w naszym kraju nie są przygotowane do opracowywania i wykorzystania danych satelitarnych, wciąż posługują się tradycyjnymi materiałami i mapami papierowymi. Jak pokazały ćwiczenia ASTRO+ na zaporze w Dębem, rozwijanie struktury satelitarnej i zespołów analitycznych jest bardzo skomplikowane i czasochłonne, przez co obarczone niepewnością i błędami konfiguracyjnymi. Stanowi to bardzo poważne ograniczenie w stosowaniu teledetekcji w służbach ratowniczych, ponieważ w sposób pośredni może skutkować utratą życia lub zdrowia. Wydaje się, że rozsądnym rozwiązaniem tego problemu byłoby wypracowanie "szybkiej ścieżki" dostępu do danych teledetekcyjnych uwzględniającej strukturę organizacyjną i kompetencje służb ratowniczych w Polsce. Dostępne dane powinny być dostarczane w postaci częściowo przetworzonej, łatwo przyswajalnej dla dowodzących akcją. W proces definiowania takiej ścieżki powinny być zaangażowane zarówno instytucje ratownicze, konsorcja satelitarne, jak i firmy zajmujące się analizą i interpretacją danych satelitarnych. Bazowanie na doświadczeniu wszystkich tych podmiotów pozwoli na stworzenie mechanizmu najpełniej spełniającego potrzeby podmiotów odpowiedzialnych za działania w sytuacjach określanych jako kryzysowe. Prezentacja i testy sprzętu, oprogramowania i sposobów kompleksowego połączenia różnych narzędzi przeprowadzone przez międzynarodowe konsorcjum ASTRO+ pozwoliły dostrzec zarówno możliwości jak i ograniczenia związane ze stosowaniem tych technik obecnie, oraz pokazały kierunek, w jakim powinny one zmierzać w przyszłości, by stać się w pełni użytecznym narzędziem Wnioski wynikające z przeprowadzonych ćwiczeń pozwalają stwierdzić, że w przyszłości centra dowodzenia kryzysowego powinny wyposażone w proste w obsłudze narzędzia łączące funkcjonalność map cyfrowych z informacjami pochodzącymi ze zdjęć satelitarnych. Dostępne za pomocą takiego narzędzia zobrazowania satelitarne (także trójwymiarowe) będą aktualizowane Symulacja obszaru zniszczeń w wyniku pęknięcia zapory w Dębem wykonana na potrzeby ćwiczeń ASTRO+ przez SCOR SA Źródło: SCOR SA
i interpretowane na bieżąco (dla potrzeb reagowania i odbudowy) i w określonych przedziałach czasowych (na potrzeby zapobiegania i przygotowanie). Dzięki temu będzie można w łatwy sposób: wyznaczać obszary zagrożone, prognozować rozwój sytuacji kryzysowej, planować ewakuację z terenów zagrożonych, oceniać zniszczenia na podstawie porównywania dokładnych zobrazowań przed i po katastrofie, planować odbudowę bądź wyznaczać nowe obiekty zgodnie z przyjętym lub na nowo opracowanym planem zagospodarowania przestrzennego, wytyczać bezpieczne szlaki komunikacyjne, punkty ewakuacji, punkty przyjęć i miejsc tymczasowego pobytu poszkodowanej ludności, wyznaczać miejsca na infrastrukturę centrum koordynacji, systemu ostrzegania, alarmowania i informowania społeczeństwa, wyznaczać strefy skażeń, określać właściwości fizykochemiczne substancji toksycznych, dostosowywać do sytuacji techniki ratownicze, klasyfikować zniszczenia, wyznaczać strefy podlegające ewakuacji w pierwszej kolejności, oceniać zagrożenia, opracowywać mapy ryzyka, aktualizować na bieżąco plany ratownicze i reagowania kryzysowego, monitorować obszary zagrożone. Przy obecnym poziomie rozwoju technologii satelitarnych wykorzystanie tych technik często wymaga jeszcze uzupełnienia uzyskiwanych tą drogą informacji o dane pochodzące z innych źródeł. Rozwój technologii, coraz większe możliwości umieszczanych na satelitach sensorów oraz zwiększanie częstotliwości obrazowania pozwolą w przyszłości na znacznie pełniejsze wykorzystanie technologii satelitarnych. Służby ratownicze będą miały coraz lepszy dostęp do niedrogich i aktualnych danych obrazowych (może nawet uzyskiwanych bezpośrednio z satelity). Zastosowanie łączności, nawigacji i obserwacji satelitarnej uniezależni zarządzanie kryzysowe od infrastruktury naziemnej. Zaowocuje to także skróceniem czasu reakcji na katastrofę i większą niezawodnością akcji ratunkowych, a w konsekwencji zwiększy poczucie bezpieczeństwa społeczeństwa. Być może powstanie europejskie centrum zarządzania kryzysowego, które dzięki technikom satelitarnym będzie koordynowało działania służb ratunkowych na całym kontynencie. Analizy zasięgu i przemieszczania fali powodziowej w czasie powodzi w 1997 roku na podstawie obrazów radarowych satelitów ERS 1& 2 Źródło: ESA W przypadku zagadnień związanych z zarządzaniem kryzysowym, które z natury swej nie dotyczą obszarów ograniczonych do granic jednego państwa, międzynarodowa współpraca jest szczególnie istotna. W ciągu najbliższych lat kierunki rozwoju technologii kosmicznych przydatnych dla zarządzania kryzysowego będą wyznaczane min. w ramach jednej z tzw. "szybkich ścieżek" (fast tracks) projektu GMES. GMES INSCRIT ma rozwijać mechanizmy pozwalające na szybki dostęp do aktualnej informacji o stanie i rozwoju sytuacji kryzysowej (zarówno w przypadku zagrożeń naturalnych, jak i przemysłowych) dla wszystkich służb państwowych i instytucji zaangażowanych w jej opanowywanie. System ten ma obejmować: przygotowanie służb do odpowiedzi na działania w przypadku zaistnienia kryzysu (pre-crises), reagowanie kryzysowe (crises response),
likwidację skutków kryzysu (post-crises). Barierą w stosowaniu teledetekcji satelitarnej w zarządzaniu kryzysowym w Polsce jest przede wszystkim brak szybkiej ścieżki pozyskiwania danych i nieprzystosowanie służb ratowniczych do ich wykorzystywania. Ważną przeszkodą na etapie reagowania na sytuacje kryzysowe w polskich warunkach jest również trudność w uzyskaniu aktualnych zobrazowań ze względu na zachmurzenie. Nie bez znaczenia są tu również koszty wdrożenia tego typu technologii. Istotną przeszkodą w wykorzystaniu satelitarnych danych obrazowych w Polsce są również specyficzne warunki pogodowe (duża ilość dni pochmurnych). Sprawia to, że nie można przyjąć założenia, że dane te będą mogły być dostępne w razie potrzeby na żądanie. Ograniczenie to nie występuje w przypadku zobrazowań radarowych, które mogą być wykonywane również w przypadku pełnego zachmurzenia. Informacje pochodzące z satelitów posiadających czujniki radarowe często wykorzystuje się więc w monitoringu zjawisk powodziowych, którym najczęściej towarzyszą niekorzystne dla zobrazowań w zakresie widzialnym, warunki pogodowe. Obecnie techniki radarowe w obserwacjach satelitarnych są bardzo intensywnie rozwijane na świecie. Nowe możliwości wykorzystania danych radarowych pojawią się wraz z umieszczeniem przez Niemiecką Agencję Kosmiczną (DLR) w przestrzeni kosmicznej satelity Terra SAR-X. Postęp technologiczny sprawia, że dziś zapewnienie bezpieczeństwa w skali globalnej wymaga stosowania technik satelitarnych. Począwszy od sektora bezpieczeństwa monitoringu granic, wydarzeń międzynarodowych czy wspomagania misji zagranicznych, po zarządzanie kryzysowe - ostrzeganie o zagrożeniach i nietypowych zjawiskach, ich monitoring, reagowanie w trakcie zdarzeń kryzysowych czy usuwanie ich skutków. W obydwu przypadkach globalne spojrzenie z satelity daje informacje o całokształcie zjawisk, ułatwia zbieranie danych a przez to usprawnia dowodzenie. Opracowanie: H. Turski Opracowanie i redakcja: A. Iżykowska